载银活性碳纤维对气态汞吸附特性的实验研究

采用银氨溶液浸渍活性碳纤维的方法,制得载银量为14.07%的载银活性碳纤维吸附剂.利用管式炉对载银活性碳纤维筒状吸附体进行汞吸附性能试验.研究发现:气体汞浓度为5263.5μg/m3、H2O(g)体积分数为7%、吸附温度90℃、气体在吸附体的停留时间为0.1s条件下,筒式吸附体在前30min内汞吸附效率98%以上,吸附300min后汞吸附效率仍在20%以上.研究还表明,温度升高,汞吸附效率降低;停留时间延长,汞吸附效率增加;H2O(g)的存在有利于汞吸附,但H2O(g)含量过高又使汞吸附效率略有降低.扫描电镜分析发现,汞只吸附在含银活性点上,吸汞前形状不规则的银粒子与汞结合后变成形状较规则的银汞齐颗粒,且主要分布于活性碳纤维微晶的晶棱交界处.     

电化学氧化改性石墨毡电极对VO2+/VO+2电对的催化活性

采用循环伏安和恒流充放电试验研究了电化学氧化改性石墨毡对VO2 /VO 2电对的催化活性,并利用XPS、FT-IR、SEM、BET对改性前后石墨毡碳纤维表面O/C、官能团变化、形貌和比表面积进行比较.结果表明,电化学处理后,石墨毡表面的O/C比例由0.085增加至0.15,增加的主要是COOH官能团.石墨毡碳纤维表面被刻蚀,比表面积有所增大.采用改性的石墨毡作为电极组装的全钒液流电池在50mA/cm2电流密度下,电压效率达75.99%,电流效率达96.79%,经多次循环性能稳定.电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加和比表面积的增大.     

不同催化剂作用下生长的碳纳米管和碳纳米纤维复合膜的电吸附性能(英文)

采用低压低温气相沉淀法在不同催化剂(Fe和Ni)作用下制备碳纳米管-碳纤维复合薄膜,并研究其电容去离子行为,结果表明:在Ni催化作用下石墨上生长的碳纳米复合薄膜电极的去离子能力比Fe催化作用下生长的碳纳米复合薄膜电极的强;并且碳纳米复合薄膜的电吸附遵循langmuir单层等温吸附.     

新型复合吸附剂传热性能的强化

以氯化钙和杉木屑为原料,通过炭化活化的方法制备具有发达孔隙结构的吸附剂,然后加入膨胀石墨以强化吸附剂的传热性能。石墨的含量从0%到50%变化,通过氨吸附性能实验考察石墨含量对吸附量和吸附速率的影响。实验结果表明,在四个小时内,复合吸附剂对氨气的吸附量随着膨胀石墨含量的增加而减小,吸附速率随膨胀石墨含量的增加先增加后减小,而导热系数随膨胀石墨含量的增加单调的增加。对吸附制冷而言,膨胀石墨含量为30%的复合吸附剂具有最佳性能,其导热系数达到0.193W/(m?K),吸附时间为15 min时对应的吸附量达到0.431 g/g。     

石墨烯/聚酰亚胺复合石墨纤维的结构与性能

采用干湿法纺丝工艺制备氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纤维,然后将复合纤维进行炭化和石墨化处理得到石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维及石墨纤维。对复合碳纤维进行热重分析、Raman、力学性能、传导性能、形貌等测试分析。结果表明,氧化石墨烯添加量为0.3%(质量分数,下同)的复合纤维的耐热性能最佳;氧化石墨烯的加入,使石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维的力学性能和传导性能明显提高,石墨化程度增加。当复合碳纤维2800℃石墨化后,氧化石墨烯含量增加到2.0%时,复合石墨纤维的热导率达到435.57 W·m-1·K-1,结构更加致密。     

碳纤维复合石墨阴极的制备及电子发射性能EI北大核心

阴极作为强流电子束的起点,对高功率微波源的性能具有重要影响。石墨是高功率源用爆炸发射阴极的常用材料,具有高压重频条件下运行稳定和长寿命的优点。使用具有高长径比、低发射阈值的碳纤维对石墨阴极进行复合,采用场发射及高功率微波测试平台,对比分析纯石墨阴极及碳纤维复合石墨阴极的场发射性能、强流电子发射性能及输出微波特性,结合阴极的微观结构表征,研究碳纤维复合对石墨阴极电子发射性能的影响规律。研究表明:与鳞片石墨阴极相比,40%(质量分数)碳纤维复合石墨阴极的场发射阈值电场由143 kV/cm降低到119 kV/cm,降低了约16.8%,二极管电压为480 kV时输出的微波脉宽与峰值分别提高了13.5%,5.7%。同时考虑到碳纤维在爆炸电子发射过程中结构稳定性的特点,碳纤维的复合也有利于阴极使用寿命的提高。     

碳纤维复合石墨阴极的制备及电子发射性能EI

阴极作为强流电子束的起点,对高功率微波源的性能具有重要影响。石墨是高功率源用爆炸发射阴极的常用材料,具有高压重频条件下运行稳定和长寿命的优点。使用具有高长径比、低发射阈值的碳纤维对石墨阴极进行复合,采用场发射及高功率微波测试平台,对比分析纯石墨阴极及碳纤维复合石墨阴极的场发射性能、强流电子发射性能及输出微波特性,结合阴极的微观结构表征,研究碳纤维复合对石墨阴极电子发射性能的影响规律。研究表明:与鳞片石墨阴极相比,40%(质量分数)碳纤维复合石墨阴极的场发射阈值电场由143 kV/cm降低到119 kV/cm,降低了约16.8%,二极管电压为480 kV时输出的微波脉宽与峰值分别提高了13.5%,5.7%。同时考虑到碳纤维在爆炸电子发射过程中结构稳定性的特点,碳纤维的复合也有利于阴极使用寿命的提高。     

碳纤维复合石墨阴极的制备及电子发射性能

阴极作为强流电子束的起点，对高功率微波源的性能具有重要影响。石墨是高功率源用爆炸发射阴极的常用材料，具有高压重频条件下运行稳定和长寿命的优点。使用具有高长径比、低发射阈值的碳纤维对石墨阴极进行复合，采用场发射及高功率微波测试平台，对比分析纯石墨阴极及碳纤维复合石墨阴极的场发射性能、强流电子发射性能及输出微波特性，结合阴极的微观结构表征，研究碳纤维复合对石墨阴极电子发射性能的影响规律。研究表明：与鳞片石墨阴极相比，40%(质量分数)碳纤维复合石墨阴极的场发射阈值电场由143 kV/cm降低到119 kV/cm,降低了约16.8%,二极管电压为480 kV时输出的微波脉宽与峰值分别提高了13.5%,5.7%。同时考虑到碳纤维在爆炸电子发射过程中结构稳定性的特点，碳纤维的复合也有利于阴极使用寿命的提高。     

大小颗粒混和的纳晶多孔TiO2薄膜电极的制备及其性能研究

把大小颗粒的纳晶TiO2进行混合,制备了纳晶多孔TiO2薄膜电极并应用于染料敏化太阳能电池中.研究表明,混合一定量的大颗粒纳晶,改善了纳晶多孔TiO2薄膜对染料的吸附量和薄膜电极对光的散射性能,提高了光电输出,在100mW/cm2光照条件下,染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到5.66%.     

聚乙烯/石墨/碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究

将改性石墨和表面含有羟基的碳纤维与氯化镁复合,然后负载四氯化钛催化组分,制得复合载体型齐格勒-纳塔催化剂,最后经过乙烯原位聚合,制得含有多维碳材料的聚乙烯(PE)/石墨/碳纤维的新型复合材料。结果表明:改性石墨、碳纤维、氯化镁复合作为催化剂的载体,能够制得高活性的乙烯聚合催化剂。石墨、碳纤维和氯化镁的复合载体型催化剂制得的PE/石墨/碳纤维的新型复合材料力学性能较好,拉伸强度达到38.5MPa,断裂伸长率达到560%,冲击强度达到107kJ/m~2,分别比纯PE提高45.28%、28.74%和16.30%。     

掺CCCW的碳纤维石墨水泥基复合材料的导电及压阻特性

利用四电极法研究了内掺水泥基渗透结晶防水材料(CCCW)的碳纤维石墨水泥基复合材料试样(40 mm×40 mm×40 mm)的导电特性及其在循环荷载作用下的压阻特性,分析讨论了碳纤维石墨水泥砂浆的体积电阻率及压阻特性随石墨掺量的变化规律。碳纤维和CCCW的掺量分别为水泥质量的1%和4%;石墨掺量分别为水泥质量的0%、10%、20%、30%、40%和50%。结果表明,添加CCCW的碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻率随石墨掺量的增加迅速下降,并存在渗滤现象,渗滤阈值为20%左右。在循环荷载作用下,不同石墨掺量试样的电阻和应力存在一定的对应关系。石墨掺量为水泥质量的20%～30%时,碳纤维石墨水泥砂浆试样的体积电阻率与压应力呈现良好的可重复性,电阻值在应力加载时几乎呈线性下降,而卸载时增加。     

基于Pechini溶胶–凝胶法的染料敏化太阳能电池的优化

采用Pechini溶胶–凝胶法一步反应工艺制备功能型的TiO_2薄膜,基于界面电荷复合效应探讨Pechini型TiO_2膜厚对电池光电性能的影响机制,并通过膜厚调控对电池性能进行优化。采用UV-Vis、电化学阻抗谱以及暗态I-V测试,系统研究了TiO_2膜厚对染料吸附量、界面电子复合过程以及电池光电性能的影响规律。结果表明,随着TiO_2膜厚增加,染料吸附量增加引起电池光捕获效率和光电流增加;同时,TiO_2膜中的电子寿命缩短,TiO_2/电解质界面的电子复合几率增大导致电池光电压下降。上述综合作用使得电池效率先增加后减小,并在膜厚为10.7μm时,光电转化效率达到最佳值7.75%(相同工艺条件下常规方法为6.56%)。     

碳纤维/石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征

在碳纤维/石墨基体上通过毛细化学沉积法制备出具有高离子交换容量与高稳定性的铁氰化镍(nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜电极.采用循环伏安法考察了在石墨颗粒粒径100μm、PTFE含量0.05g/g石墨、乙醇量4ml/g石墨、制膜液浓度0.1mol/L(含1.07mol/L乙醇)条件下得到碳纤维/石墨基膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力;并通过SEM、XPS分析了膜电极表面形貌、组成.研究结果表明,此多孔石墨基体电极比表面积大,沉积得到的NiHCF膜具有较大的离子分离能力、良好的循环稳定性与再生能力,可用于电化学控制离子分离(electrochemically controlled ion separation, ECIS)过程.     

硝酸和硝酸铈铵协同氧化改性木质活性碳纤维

采用0.005~0.050mol/L的硝酸铈铵,协同1.0~7.0mol/L的硝酸,在23~83℃条件下,对木质活性碳纤维(WACF)浸渍5h进行氧化改性。通过XPS、RAMAN、水吸附和汞吸附表征其表面和结构性能。结果表明,改性后WACF的氧/碳比平均值为0.160,酚基和醇基含量提高,羧酯含量与氧化强度总体成反比。样品表面石墨化程度降低,样品芯部的石墨化程度提高。协同改性后,WACF孔体积降低,水吸附的比表面积显著提升。WACF对汞的吸附能力和水吸附比表面积与氧原子浓度呈线性关系。硝酸可以增加官能团含量,对结构影响较小。硝酸铈铵在增加官能团含量的同时,对结构和孔径有一定调控作用,对不同直径的吸附对象有一定的选择性,拓展了WACF的应用范围。     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

中间相沥青基碳纤维石墨化度对Cf/Al界面损伤的影响

以不同石墨化度的中间相沥青基碳纤维为基底磁控溅射构筑Cf/Al界面,研究了不同石墨化度Cf/Al界面微观结构的演变,并与聚丙烯腈碳纤维比较揭示了Cf/Al界面的损伤机制。结果表明：随着石墨化处理温度的提高中间相沥青基碳纤维的石墨微晶尺寸增大、取向度和石墨化度提高,Cf/Al界面的反应程度降低和碳纤维损伤减少。不同石墨化度Cf/Al界面的损伤决定于初始缺陷的数量和后续裂纹在碳纤维内部的增殖和扩展。在2400℃和2700℃石墨化处理使裂纹更容易在中间相沥青基碳纤维石墨微晶片层间扩展,去除镀层后纤维损伤比聚丙烯腈碳纤维分别高5.19%和3.70%;在3000℃石墨化处理后,化学惰性较大的中间相沥青碳纤维使界面反应产生的缺陷数量大幅度减小,去除镀层后纤维的损伤比聚丙烯腈碳纤维低1.85%。     

碳系导电填料性质对PVB基功能薄膜结构及电磁屏蔽效能的影响

分别以形状和电导率不同的石墨、镀镍石墨和镀银碳纤维为功能填料,采用溶液流延法制备了聚乙烯醇缩丁醛基导电薄膜,并对薄膜的微观结构和电学性能进行了研究。结果表明:填料性质(包括形状、密度和电导率)对复合材料的分布结构和电学性能有重要影响,纤维状的填料更容易搭接成导电网络。石墨和镀银碳纤维填充体系中,填料在聚合物基体内部分布基本均匀;而镀镍石墨填充体系中,填料在聚合物基体内部形成了梯度分布。不同的分布状态导致材料的导电性能在薄膜的上下表面产生差异并对复合材料的电磁屏蔽效能产生影响。在同等体积含量下,复合材料的电磁屏蔽效能主要受材料电导率的影响,三种复合材料中,镀银碳纤维填充体系的屏蔽效能最高,镀镍石墨填充体系次之,石墨填充体系最低。     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

硝酸和硝酸铈铵协同氧化改性木质活性碳纤维

采用0.005~0.050 mol/L的硝酸铈铵,协同1.0~7.0 mol/L的硝酸,在23~83 ℃条件下,对木质活性碳纤维(WACF)浸渍5 h进行氧化改性.通过 XPS、RAMAN、水吸附和汞吸附表征其表面和结构性能.结果表明,改性后 WACF的氧/碳比平均值为0.160,酚基和醇基含量提高,羧酯含量与氧化强度总体成反比.样品表面石墨化程度降低,样品芯部的石墨化程度提高.协同改性后,WACF孔体积降低,水吸附的比表面积显著提升.WACF对汞的吸附能力和水吸附比表面积与氧原子浓度呈线性关系.硝酸可以增加官能团含量,对结构影响较小.硝酸铈铵在增加官能团含量的同时,对结构和孔径有一定调控作用,对不同直径的吸附对象有一定的选择性,拓展了 WACF的应用范围.     

氯化钙/膨胀硫化石墨复合吸附剂非平衡吸附性能

研究中采用膨胀硫化石墨作为基质,研制了一种新型氯化钙复合吸附剂,研究中测试了氯化钙复合吸附剂的非平衡吸附性能。研究表明：当冷凝温度由25℃变化到35℃,蒸发温度由-10℃变化到15℃时,密度为400kg/m3、质量分数为80%的氯化钙复合吸附剂样品的吸附量变化范围是0.4015kg/kg~0.4585kg/kg,与采用膨胀石墨为基质的复合吸附剂相比,吸附量变化不大。实验中氯化钙/膨胀硫化石墨的吸附/解吸时间约为3300s,与采用普通膨胀石墨相比,循环时间缩短了33%。在冷凝温度为30℃条件下,密度为400kg/m3、质量分数为80%氯化钙复合吸附剂最大SCP(单位质量吸附剂制冷功率)为65.75 W/kg,与采用普通膨胀石墨相比,SCP提高了48%。